动态电压恢复器的制作方法

1.本实施例涉及电力设备技术领域，具体的，涉及动态电压恢复器。


背景技术：

2.随着工业自动化程度的日益提高，用电设备对电能质量也越来越敏感，例如，系统电压受到干扰造成负荷侧电压短时跌落(几个周波至几十个周波)是造成计算机设备故障的主要原因。动态电压调节器(dvr)，在1～2毫秒之内产生补偿电压，抵消系统电压所受干扰，使负荷侧电压感受不到扰动，保证了敏感负荷的安全可靠运行。
3.逆变器是动态电压恢复器的核心模块，目前，动态电压恢复器的逆变器大都采用boost 升压电路和逆变电路两级结构，电路复杂且效率低。


技术实现要素：

4.本实施例提出动态电压恢复器，解决了相关技术中动态电压恢复器电路复杂、效率低的问题。
5.本实施例的技术方案如下：包括依次连接的整流电路、储能元件和单级升压逆变器，整流电路的输入端与三相电网连接，单级升压逆变器的三相输出分别接入三相电网，
6.单级升压逆变器包括耦合电感lcp、电容c3、二极管d2、电容c2、电感l1、二极管 d3和三相逆变电路，耦合电感lcp原边的第一端与储能元件的第一端连接，耦合电感lcp 原边与耦合电感lcp副边的第二端连接，耦合电感lcp副边的第二端接入三相逆变电路的母线，
7.耦合电感lcp副边的第一端通过电容c3接入储能元件的第二端，电容c2的正极与三相逆变电路的母线连接，电容c2的负极通过电感l1连接二极管d3的阴极，二极管d3的阳极接入储能元件的第二端，
8.电容c2与电感l1的串联点接入二极管d2的阳极，二极管d2的阴极接入lcp副边的第一端，
9.三相逆变电路的三相输出分别作为单级升压逆变器的三相输出。
10.进一步，还包括变压器pt1、变压器pt2和变压器pt3，
11.三相逆变电路的u相输出与变压器pt1原边的第一端连接，变压器pt1原边的第二端接地，
12.三相逆变电路的v相输出与变压器pt2原边的第一端连接，变压器pt2原边的第二端接地，
13.三相逆变电路的w相输出与变压器pt3原边的第一端连接，变压器pt3原边的第二端接地。
14.进一步，储能元件为电容c1，电容c1的两端并联在整流电路的输出端。
15.进一步，还包括均与控制器连接的短路故障检测电路和限流电路，限流电路包括串联的电阻r1、电感l2和开关管q1，电阻r1的一端与整流电路的第一输出端连接，开关管q1 的e极与整流电路的第二输出端连接，
16.开关管q1的控制端和三相逆变电路的控制端均与主控器连接。
17.本实施例的工作原理及有益效果为：
18.本实施例中三相电网电压经整流电路整流为直流电压，存储在储能元件中，当负载侧电压发生跌落时，储能元件中的电能经单级升压逆变器转换为交流三相电压，分别补偿到电网三相电压中，保证负载侧电压的稳定。
19.其中，单级升压逆变器通过在常规三相逆变电路的输入端引入一个耦合电感升压网络实现，其工作原理为：当三相逆变电路的开关矢量状态处于直流零电压矢量状态时，三相逆变电路的桥臂直通，母线电压ud为零，二极管d2截止；此时，储能元件的电能通过向耦合电感lcp原边绕组np充电，原边绕组np储能，且电流迅速增加；同时电容c3通过直通的桥臂向耦合电感lcp副边绕组ns充电、电容c2通过直通的桥臂向电感l1充电。当三相逆变电路的开关矢量状态处于传统零电压矢量状态，即三相逆变电路开路时，副边绕组ns向电容c2充电、电感l1向电容c3充电。当三相逆变电路的开关矢量状态处于有效电压矢量状态，即三相逆变电路输出有效的电压矢量、桥臂未处于短路或开路状态时，三相逆变电路等效为一个电流源，二极管d3截止，电感l1电流为零，耦合电感lcp上的能量向负载释放，母线电压ud升高。
20.本实施例在电网电压波动时，能够及时补偿负载电压跌落，保证负载的可靠工作，而且电路结构简单、效率高、元器件少。
附图说明
21.下面结合附图和具体实施方式对本实施例作进一步详细的说明。
22.图1为本实施例电路原理图；
23.图中：1整流电路，2储能元件，3单级升压逆变器，4限流电路。
具体实施方式
24.下面将结合本实施例实施例，对本实施例实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本实施例保护的范围。
25.如图1所示，本实施例动态电压恢复器包括依次连接的整流电路、储能元件和单级升压逆变器，整流电路的输入端与三相电网连接，单级升压逆变器的三相输出分别接入三相电网，
26.单级升压逆变器包括耦合电感lcp、电容c3、二极管d2、电容c2、电感l1、二极管 d3和三相逆变电路，耦合电感lcp原边的第一端与储能元件的第一端连接，耦合电感lcp 原边与耦合电感lcp副边的第二端连接，耦合电感lcp副边的第二端接入三相逆变电路的母线，
27.耦合电感lcp副边的第一端通过电容c3接入储能元件的第二端，电容c2的正极与三相逆变电路的母线连接，电容c2的负极通过电感l1连接二极管d3的阴极，二极管d3的阳极接入储能元件的第二端，
28.电容c2与电感l1的串联点接入二极管d2的阳极，二极管d2的阴极接入lcp副边的第一端，
29.三相逆变电路的三相输出分别作为单级升压逆变器的三相输出。
30.本实施例中三相电网电压经整流电路整流为直流电压，存储在储能元件中，当负载侧电压发生跌落时，储能元件中的电能经单级升压逆变器转换为交流三相电压，分别补偿到电网三相电压中，保证负载侧电压的稳定。
31.其中，单级升压逆变器通过在常规三相逆变电路的输入端引入一个耦合电感升压网络实现，其工作原理为：当三相逆变电路的开关矢量状态处于直流零电压矢量状态时，三相逆变电路的桥臂直通，母线电压ud为零，二极管d2截止；此时，储能元件的电能通过向耦合电感lcp原边绕组np充电，原边绕组np储能，且电流迅速增加；同时电容c3通过直通的桥臂向耦合电感lcp副边绕组ns充电、电容c2通过直通的桥臂向电感l1充电。当三相逆变电路的开关矢量状态处于传统零电压矢量状态，即三相逆变电路开路时，副边绕组ns向电容c2充电、电感l1向电容c3充电。当三相逆变电路的开关矢量状态处于有效电压矢量状态，即三相逆变电路输出有效的电压矢量、桥臂未处于短路或开路状态时，三相逆变电路等效为一个电流源，二极管d3截止，电感l1电流为零，耦合电感lcp上的能量向负载释放，母线电压ud升高。
32.本实施例在电网电压波动时，能够及时补偿负载电压跌落，保证负载的可靠工作，而且电路结构简单、效率高、元器件少。
33.进一步，还包括变压器pt1、变压器pt2和变压器pt3，
34.三相逆变电路的u相输出与变压器pt1原边的第一端连接，变压器pt1原边的第二端接地，
35.三相逆变电路的v相输出与变压器pt2原边的第一端连接，变压器pt2原边的第二端接地，
36.三相逆变电路的w相输出与变压器pt3原边的第一端连接，变压器pt3原边的第二端接地。
37.三相逆变电路的三相输出分别通过变压器pt1、变压器pt2和变压器pt3耦合到三相电网中，起到阻抗变换的作用，使三相逆变电路的输出电压与负载电路更好的匹配。
38.进一步，储能元件为电容c1，电容c1的两端并联在整流电路的输出端。
39.储能元件采用电容，与储能电池相比，性价比高、而且维护便捷、操作简单。
40.进一步，还包括均与控制器连接的短路故障检测电路和限流电路，限流电路包括串联的电阻r1、电感l2和开关管q1，电阻r1的一端与整流电路的第一输出端连接，开关管q1 的e极与整流电路的第二输出端连接，
41.开关管q1的控制端和三相逆变电路的控制端均与主控器连接。
42.三相逆变电路中各开关管的控制端均与控制器连接，控制器通过控制各开关管的通断，实现逆变输出电压的控制。本实施例还设置有短路故障检测电路和限流电路，正常工作情况下，开关管q1断开，限流电路不起作用；当负载发生短路故障时，短路故障检测电路发出故障信号到控制器，控制器控制三相逆变电路的各开关管断开，同时控制开关管q1导通，故障电流经三相逆变电路中的反并联二极管进入电容c1支路和限流电路，电感l2、电阻r1 和电容c1构成并联谐振电路，该并联谐振电路的阻抗为无穷大，有效抑制了短路电流。
43.以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保
护范围之内。